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为合理确定防浪建筑物的越浪量,基于含非静水压力梯度项的非线性浅水方程建立了近岸波浪越浪数值模型。通过采用域内造波、消波并结合波前静压假定的破碎模型,模拟了规则波和不规则波在斜坡上的波浪传播变形,并在此基础上进行了越浪量数值计算。数值计算结果与物理模型实验结果表明,非静压模型可合理地描述波浪破碎点位置、破碎后的波高、增减水以及斜坡上的堤后越浪量。数值模型具有较高的计算精度和计算效率,可为实际工程防浪建筑物越浪以及堤顶高程的设计提供一种新的数值研究手段。 相似文献
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基于推板造波理论和摇板造波理论,在Open FOAM平台上采用重叠网格技术建立黏性数值波浪水槽,并使用一种结合SIMPLE算法和PISO算法的PIMPLE算法对数值模型进行求解。利用开发的数值模型通过数值收敛性测试和网格独立性测试分别重点研究了时间步长、库朗数和网格尺寸对数值精度和计算效率的影响。并对比研究了此数值模型分别嵌入层流模型和湍流模型的计算精度和计算效率。实现的规则波和二阶有限振幅波与理论结果和试验结果吻合,验证了此黏性数值波浪水槽的造波和主动消波功能。基于二维数值波浪水槽,进一步研究了三维数值造波,数值计算结果与理论结果吻合良好。研究结果不仅验证了重叠网格在二维和三维两相流体域中求解运动物体与流场交互的可靠性和正确性,而且为使用此黏性数值波浪水槽解决更复杂的海洋工程问题提供了依据。 相似文献
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数值波浪水槽技术是一种新兴的水波动力学数值模拟技术, 它能够实现水波现象的精确模拟。作为数值波浪水槽的一个重要功能, 消波技术被用于消除传入波浪在水槽末端的反射效应, 以防止反射波对有效实验区域的污染, 从而保证特定要求的水波实验的精确性。目前被广泛采用的消波技术可分为阻尼消波区和主动消波器两类。 相似文献
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基于非静压单相流模型NHWAVE,设计不同的计算工况,系统研究了规则波与非规则波作用下,非淹没刚性植物的消波特性。将计算结果和实验数据进行对比分析,验证了非静压模型NHWAVE计算植物消波特性的准确性。进一步研究了波高、周期和水深等因素对植物消波特性的影响,探讨了植物消波特性与这些水动力因素的内在联系。结果表明:非淹没刚性植物的消波效率受波高和周期的影响较大,水深对消波效率的影响很小。由于波浪非线性的影响,基于线性波理论的消波理论模型对植物消波能力的估计偏小。 相似文献
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水槽中浅水非线性长波传播的 Boussinesq 数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
浅水非线性长波传播变形中会产生波-波相互作用,为较好地模拟这种现象,在非交错网格下建立了近似在阶完全非线性的高阶 Boussinesq 数值模型.数值模型中采用了混合 4 阶 Adams- Bashforth -Moulton 格式和内部造波技术.数值计算了非线性长波在波浪水槽中的传播变形,计算结果与相关实验数据吻合较好,验证了该数值模型实用性. 相似文献
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在快速模拟波浪运动的谱方法基础上,引入造波边界,建立了模拟波浪产生和运动的二阶计算模型。采用摄动展开方法简化了带有造波边界的水波运动问题,将速度势分解,得到了满足造波边界和自由面边界的速度势的一般解,运用快速Fourier变换和时间积分,建立了模拟波浪产生和运动的数学模型。基于该模型,采用不同的数值造波条件,模拟了波浪的产生问题;考虑了波浪的初始运动问题;通过把数值结果与物理实验的比较,验证了波浪计算模型的有效性。 相似文献
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New version of SWAN model includes the wave diffraction effect which is the main improvement compared with the previous versions.Experimental data collected in the wave basin of the University of Delaware were used to test its performance.Wave heights were compared in the four cases(with different wave energies and directional spreading spectra).The results agreed well with the measurements,especially for the broad directional spectra cases.The effect of wave diffraction was analyzed by switching on/off the corresponding term.By introducing the diffraction term,the distributions of wave height and wave direction were smoothed,especially obvious for the narrow spectrum cases.Compared with the calculations without diffraction,the model with diffraction effect gave better results. 相似文献
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由运动方程和涡度方程所导得的两个首次积分估计给出了海波破碎的发生条件和破碎波的波面限制。由这两个条件所构造的新的破碎波统计模式，可导出海波的破碎面积率、破碎体积率和破碎能量损耗率的解析表达式，加之一个简单的白冠物理模型又导出了一个新的白冠覆盖率的解析表达式。 相似文献
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为高效准确地对完全非线性波浪与二维固定结构物的相互作用进行模拟分析,建立了二维完全非线性时域耦合模型。耦合模型将计算域划分为靠近结构物的内域和远离结构物的外域,每个区域均采用满足完全非线性自由水面边界条件的波浪模型进行求解。在内域使用Laplace方程描述流体运动并采用高阶边界元法（BEM）对其进行求解;而在没有结构物的外域,波浪运动的控制方程为Irrotational Green-Naghdi（IGN）方程并采用有限元法（FEM）对其进行求解。内域和外域通过一段重叠区域进行耦合,从而实现模型间变量的传递。首先利用耦合模型分别对规则波的传播、直墙前立波的生成以及相关物理模型试验进行模拟,数值结果与精确解和试验结果的良好吻合验证了耦合模型耦合方式的合理性以及处理非线性问题的准确性;然后使用耦合模型模拟分析了波浪与固定结构物间的相互作用,并将结果与线性解析解以及完全非线性BEM模型的结果进行了对比分析,进一步证明了耦合模型的正确性与高效性。 相似文献
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海岸湿地是近海地区重要的生态系统,由于潮流、波浪尤其是非连续水流与植被的相互作用,导致该海域的水动力环境复杂多变。本文发展了一个深度平均二维波流耦合数学模型,模拟湿地海域波浪和波生沿岸流的运动特性。水动力模型中植物拖曳力作为源项放入动量方程中,在波浪作用量平衡方程增加波能耗散项用于解释水生植物对波浪产生的阻力作用。在动态耦合模型中,波浪模型为潮流模型提供波浪辐射应力、波高、波浪周期等数据信息,潮流模型为波浪模型提供计算的水位和流速,可以达到双向动态耦合。本文发展的波流耦合模型通过三个实验室试验数据加以验证,计算结果和实验数据吻合较好,在波浪、波生流和植物迭加条件下,所建模型能够有效地模拟波浪、沿岸流等不同现象。 相似文献
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The altimeter radar backscatter cross-section is known to be related to the ocean surface wave mean square slope statistics, linked to the mean surface acceleration variance according to the surface wave dispersion relationship. Since altimeter measurements also provide significant wave height estimates, the precedent reasoning was used to derive empirical altimeter wave period models by combining both significant wave height and radar backscatter cross-section measurements. This article follows such attempts to propose new algorithms to derive an altimeter mean wave period parameter using neural networks method. Two versions depending on the required inputs are presented. The first one makes use of Ku-band measurements only as done in previous studies, and the second one exploits the dual-frequency capability of modern altimeters to better account for local environmental conditions. Comparison with in situ measurements show high correlations which give confidence in the derived altimeter wave period parameter. It is further shown that improved mean wave characteristics can be obtained at global and local scales by using an objective interpolation scheme to handle relatively coarse altimeter sampling and that TOPEX/Poseidon and Jason-1 altimeters can be merged to provide altimeter mean wave period fields with a better resolution. Finally, altimeter mean wave period estimates are compared with the WaveWatch-III numerical wave model to illustrate their usefulness for wave models tuning and validation. 相似文献
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Efficient Generation of Freak Waves in Laboratory 总被引：3，自引：1，他引：3
In the present study,Kriebel's method is improved to generate freak waves in laboratory.The improved method superposes a random wave train with two transient wave trains to simulate freak wave events in a wave tank.The freak waves are more nonlinear than what generated with Kriebel's method of the same energy.It can also generate freak waves to satisfy all the qualifications of the adopted definition with less energy than Kriebel's and can hardly influence the significant wave height. 相似文献
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Calibration/Validation of an Altimeter Wave Period Model and Application to TOPEX/Poseidon and Jason-1 Altimeters 总被引：1，自引：0，他引：1
The altimeter radar backscatter cross-section is known to be related to the ocean surface wave mean square slope statistics, linked to the mean surface acceleration variance according to the surface wave dispersion relationship. Since altimeter measurements also provide significant wave height estimates, the precedent reasoning was used to derive empirical altimeter wave period models by combining both significant wave height and radar backscatter cross-section measurements. This article follows such attempts to propose new algorithms to derive an altimeter mean wave period parameter using neural networks method. Two versions depending on the required inputs are presented. The first one makes use of Ku-band measurements only as done in previous studies, and the second one exploits the dual-frequency capability of modern altimeters to better account for local environmental conditions. Comparison with in situ measurements show high correlations which give confidence in the derived altimeter wave period parameter. It is further shown that improved mean wave characteristics can be obtained at global and local scales by using an objective interpolation scheme to handle relatively coarse altimeter sampling and that TOPEX/Poseidon and Jason-1 altimeters can be merged to provide altimeter mean wave period fields with a better resolution. Finally, altimeter mean wave period estimates are compared with the WaveWatch-III numerical wave model to illustrate their usefulness for wave models tuning and validation. 相似文献
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三传感器波浪水槽二次反射主动吸收方法是加拿大科学院水力中心最近开发的一种水槽反射波控制技术。该法在造波板前 1～ 2倍波长处布置 3个传感器 ,通过入反射波分离方法得到准确的入反射波参数 ,以此调整造波信号 ,有效地吸收由建筑物反射回到造波板的二次反射波。文中在分析波浪水槽二次反射吸收方法研究现状的基础上 ,介绍了加拿大水力中心对现有方法的改进及其效果 相似文献